JP4824762B2 - Pickup device - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスクなどの光記録媒体の記録再生装置における光ピックアップ装置に関し、特に、積層された複数の記録層を持つ光ディスクなどの光記録媒体の所定記録面に対し集光される光束の最適集光位置の制御を非点収差法を用い行う光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device in a recording / reproducing apparatus for an optical recording medium such as an optical disk, and more particularly, to optimize the light beam collected on a predetermined recording surface of an optical recording medium such as an optical disk having a plurality of stacked recording layers. The present invention relates to an optical pickup device that uses a astigmatism method to control a condensing position.
近年、光ディスクは、映像データ、音声データ及びコンピュータデータなどのデータを記録再生する手段として広く用いられている。例えばBlu−rayDiscと称される高密度記録型光ディスクが実用化されている。更なる高密度記録型の光ディスクにおいても、光ピックアップ装置によってその一方の表面側から情報を読み取るには、所望記録面のトラック上に光束を集光して焦点(合焦位置若しくは最適集光位置)を合わせ、さらに、集光された光スポットを所望のトラック位置に合わせることが必要である。よって、光ディスクの記録層の記録部に光スポットを位置合わせるために、フォーカス及びトラッキングのサーボ制御がなされる。 In recent years, optical disks have been widely used as means for recording and reproducing data such as video data, audio data, and computer data. For example, a high-density recording type optical disc called Blu-ray Disc has been put into practical use. Even in a high-density recording type optical disk, in order to read information from one surface side by an optical pickup device, a light beam is condensed on a track of a desired recording surface and focused (in-focus position or optimum condensing position). In addition, it is necessary to match the focused light spot to the desired track position. Accordingly, focus and tracking servo control is performed to align the light spot with the recording portion of the recording layer of the optical disc.
サーボ制御はサーボエラー信号(フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などのプッシュプル信号)を用いているので、それに混じる外乱などによるノイズは信号のオフセットを引き起こすので問題である。ピックアップ装置においては、より一層のノイズの低減が求められている。 Servo control uses servo error signals (push-pull signals such as focus error signals and tracking error signals), and noise due to disturbances mixed therewith causes a signal offset. In pickup devices, there is a demand for further noise reduction.
例えば、光ピックアップ装置において、ファーフィールド上の光分布を演算することで、フォーカスエラー信号のオフセットを相殺する手法が知られている(特許文献1、参照)。 For example, in an optical pickup device, a method is known in which an offset of a focus error signal is canceled by calculating a light distribution on a far field (see Patent Document 1).
特許文献1に開示されたこの従来技術は、ガイドトラックのトラックピッチむらにより発生するトラッキングエラー信号のオフセットを軽減することを目的としている。
This prior art disclosed in
特許文献1の段落(0130)〜(0133)記載の実施の形態6では、図1に示すような4種類分割パターンの領域61a〜61dを有するビーム分割素子61を光ピックアップ装置の検出光学系に用いて、光ディスクからの戻り光を分割して、大半を透過させて0次回折光710と、一部を回折させて、それぞれ領域61a〜61dからビーム71a〜71dを生成し、図2に示すような受光部36a〜36hを有する光検出器36においてその受光部36a〜36dがビーム710を、受光部36gがビーム71aを、受光部36eがビーム71bを、受光部36fがビーム71cを、受光部36hがビーム71dを、それぞれ受光する。受光部36a〜36hがそれぞれ受光した光量に応じた電流信号I36a〜I36hを出力し、それらの演算によりサーボエラー信号が得られることが述べられている。実施の形態6の従来技術では領域61bと61cを通るビーム71bと71c(1次光)を、メイン光束(0次光)用受光部36a〜36dとは別の離れた受光部36e、36fで受光して、出力演算を行っている。
In
また、特許文献1の段落(0292)〜(0303)記載の実施の形態23では図3に示すような領域520a、520b、521a、521b、521c、521dの6つの領域に分割された偏光ホログラム素子501を用いて、図4に示すような4つの受光部30a〜30dからなる4分割光検出器30に導いている。その際、特許文献1の段落(0297)記載のように、領域521aを通過した光は、光ビーム541dとなり、受光部30cで受光され、領域521bを通過した光は、光ビーム541cとなり、受光部30bで受光され、領域521cを通過した光は、光ビーム541bとなり、受光部30dで受光され、領域521dを通過した光は、光ビーム541aとなり、受光部30aで受光され、互いに対角の位置に配置される。
In the twenty-third embodiment described in paragraphs (0292) to (0303) of
そして特許文献1の段落(0302)記載では、実施の形態23によれば、対物レンズの移動と同時に偏光ホログラム素子も移動するため、分割線の相対的な移動は無くオフセットの発生量が少ない。しかしオフセットが発生してもオフセット発生量を低減するため、光ビームの中央付近の領域を入れ替えて検出することで光量分布の移動の影響を低減することができ、対角位置の領域の入れ替えを行うことにより、非点収差法のFE信号や、位相差法のTE信号に大きな影響を与えずにすむと、述べている。
しかしながら、特許文献1の段落(0302)記載の実施の形態23に関しては、一つの4分割光検出器でオフセット軽減の効果を得ているが、フォーカスエラー信号(非点収差法)に関してその振幅が十分に得られない問題が生ずる。
However, regarding the twenty-third embodiment described in paragraph (0302) of
一般に、非点収差法で合焦位置からデフォーカス量を変化させた時の、光検出器40上での光スポット形状は図5(1)〜(5)のように変化する。合焦時(図5(3))には光スポットが略円形となっているが、デフォーカス時には検出レンズ38により与えられた非点収差により、斜め45度方向の線像へと変化していく。このとき光束の光軸である点Oを通る直線となる。フォーカスエラー信号FESは、FES=(Det1+Det4)−(Det2+Det3)という対角成分の差分として計算される。合焦時(図5(3))の状態では4つの光検出器に均等に入っているためFES=0となるが例えば非合焦時(図5(1))の線像の状態では、ほとんど全ての光量がDet1とDet4に入るため、FESは最大の値になる。逆に非合焦時(図5(5))の線像の状態ではFESは最小の値となる。
Generally, the shape of the light spot on the
図5(1)〜(5)の状態のFESのレベル変化をトラック位置からの変位(Defocus)としてグラフ上にプロット(点1〜5)すると、図6に示すいわゆるS字カーブ特性のようになる。これらの図5及び図6からわかるように図5(1)と図5(5)の状態で細い線像となるほどフォーカスエラー信号の振幅は大きくなり、良好なエラー信号となる。
When the FES level change in the states of FIGS. 5 (1) to 5 (5) is plotted on the graph as the displacement (Defocus) from the track position (
以上のFESのS字カーブ特性を踏まえて特許文献1の実施の形態23における光検出器の検出部上光スポットの状態とそれによるフォーカスエラー信号を検証する。
Based on the S-curve characteristic of the FES described above, the state of the light spot on the detection portion of the photodetector in Embodiment 23 of
図7に図4に示した従来技術の光検出器上の詳細な光強度分布を示す。図7(2)の合焦時の光強度分布の光束A、B、C、D、E、Fは、図3に示す従来技術の偏光ホログラム素子501の領域520a、520b、521a、521b、521c、521dによりに分割されたそれぞれ図4の540a、540b、541d、541c、541b、541aの光束に対応する。光検出器上で図7(1)〜(3)のような光スポットとなる。図7の光検出器のDet1、Det2、Det3、Det4は、図4に示す受光部30a、30b、303c、30dに対応する。ここで合焦位置(図7(2))での光スポットがデフォーカスにより、どのように変化するかについて述べる。
FIG. 7 shows a detailed light intensity distribution on the prior art photodetector shown in FIG. Light beams A, B, C, D, E, and F of the light intensity distribution at the time of focusing in FIG. 7B are
まずAとBの光束は偏光ホログラム素子501による位置の変化を受けていないので、AとBの光束はデフォーカスにより、点Oを通る直線状光スポットへと変化する。
First, since the A and B light fluxes are not subjected to the position change by the
次に中央部の4つに分割されたC〜Fの光束である。例えば光束Cは元々左上(図3)の領域で回折されるが、偏光ホログラム素子501の作用により対角の位置であるDet4の位置に導かれている。このCの光束について光軸に相当するのは点c(小文字)であり、デフォーカス時にはこの点cを通る直線状光スポットへと変化することになる。
Next, there are C to F light beams divided into four at the center. For example, the light beam C is originally diffracted in the upper left region (FIG. 3), but is guided to a diagonal position Det4 by the action of the
同様に光束D、E、Fはデフォーカス時にそれぞれ点d、e、f(小文字)を通る直線状光スポットへと変化する。 Similarly, the light beams D, E, and F change to linear light spots that pass through the points d, e, and f (lowercase letters), respectively, at the time of defocusing.
その結果、ニア側にデフォーカスを与えて、全ての光束が線像となるデフォーカスの時でも、ニア側のデフォーカスの時の図7(1)のようにDet1、Det4だけでなくDet2、Det3にもかなりの光量(5点を通る5本の線像となる)が入り込むことになる。ファー側のデフォーカスの時も図7(3)のように同様であり、デフォーカス時におけるFESの振幅は十分に得られない、すなわち、図6の特性の振幅が狭められる問題が生ずる。 As a result, even when defocusing is performed on the near side so that all light beams become line images, not only Det1 and Det4 but also Det2, as shown in FIG. A considerable amount of light (becomes five line images passing through five points) also enters Det3. The same applies to the defocus on the far side as shown in FIG. 7 (3), and there is a problem that the amplitude of the FES at the time of defocus cannot be sufficiently obtained, that is, the characteristic amplitude of FIG. 6 is narrowed.
そこで本発明は、一般的な非点収差法によるフォーカスエラー信号に対する悪影響を最小限に抑えつつ、記録媒体の既記録部と未記録部の境界で発生するオフセットを軽減できるピックアップ装置を提供することが一例として挙げられる。 Accordingly, the present invention provides a pickup device that can reduce an offset occurring at the boundary between a recorded part and an unrecorded part of a recording medium while minimizing an adverse effect on a focus error signal by a general astigmatism method. Is given as an example.
請求項1記載のピックアップ装置は、光記録媒体の記録面のトラック上に光束を集光して光スポットを形成する対物レンズを含む照射光学系と、前記光スポットから反射されて戻った戻り光を前記対物レンズを介して受光して光電変換をなす光検出器を含む検出光学系とを含み、前記受光部の出力から演算された電気的信号により、前記対物レンズの位置制御をなすピックアップ装置であって、
前記光検出器は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する検出側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの受光部を有すること、
前記光検出器と前記対物レンズの間の光路に配置された分割素子を有すること、
前記分割素子は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する偏向側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの内側分割領域と、前記内側分割領域の周りでかつ前記偏向側分割線に関して線対称に配置された少なくとも2つの外側分割領域と、を含むこと、
前記外側分割領域は、前記戻り光における前記トラックで回折された±1次光と0次光とが重なるオーバーラップ領域を含み、かつ前記オーバーラップ領域からの光束を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記偏向側分割線で線対称に分けられた前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、或いは、前記外側分割領域は、前記オーバーラップ領域からの光束が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、形成されていること、を特徴とする。The pickup device according to
The photodetector has at least two light receiving portions formed so as to be line-symmetric with respect to a detection-side dividing line extending through the optical axis of the return light and parallel to the track;
Having a splitting element disposed in the optical path between the photodetector and the objective lens;
The dividing element includes at least two inner divided regions formed so as to be line-symmetric with respect to a deflection side dividing line extending in parallel with the track through the optical axis of the return light, and around the inner divided region and Including at least two outer divided regions arranged symmetrically with respect to the deflection-side dividing line,
The outer divided region includes an overlap region in which ± first-order light and zero-order light diffracted by the track in the return light overlap, and a light beam from the overlap region is lined with respect to the detection-side split line. Supplying each of the light detectors of the photodetector to be symmetrical,
The inner division region receives the light received by the photodetector so that a part of the light beam from other than the overlap region divided in line symmetry by the deflection side division line is line symmetric with respect to the detection side division line. Supplying each part individually,
The inner divided region is such that a part of the light flux from other than the overlap region is supplied across the detection-side dividing line and supplied to the light receiving unit of the photodetector, or the outer divided region. Is formed such that the light flux from the overlap region is exchanged across the detection-side dividing line and supplied to the light-receiving unit of the photodetector.
前記内側分割領域及び前記外側分割領域の境界線は前記オーバーラップ領域に交差しないことが好ましい。 It is preferable that a boundary line between the inner divided area and the outer divided area does not intersect the overlap area.
前記分割素子における前記偏向側分割線に関して線対称に配置された前記内側分割領域及び前記外側分割領域の同じ側に位置する組に対してのみ、前記戻り光の光路において重なるように配置された1/2波長板、または、前記分割素子における前記内側分割領域にのみ、前記戻り光の光路において重なるように配置された1/2波長板、または、前記分割素子における前記外側分割領域にのみ、前記戻り光の光路において重なるように配置された1/2波長板を有することが好ましい。 1 arranged so as to overlap in the optical path of the return light only for the pair located on the same side of the inner divided area and the outer divided area arranged symmetrically with respect to the deflection side dividing line in the dividing element. / 2 wavelength plate, or a half-wave plate arranged so as to overlap in the optical path of the return light only in the inner divided region in the dividing element, or only in the outer divided region in the dividing element, It is preferable to have a half-wave plate disposed so as to overlap in the optical path of the return light.
非点収差の方向が前記トラックの伸長方向に対して45°の角度で傾いてに設定されている非点収差を、前記受光部へ向かう前記戻り光へ付与する非点収差素子を有し、前記光検出器は、前記戻り光光軸を中心に前記トラックに平行に伸長する分割線と前記分割線に垂直な方向の分割線で分割されて4つの受光部を有してもよい。 An astigmatism element that imparts astigmatism to the return light toward the light receiving unit, with astigmatism set to be inclined at an angle of 45 ° with respect to the extension direction of the track, The photodetector may have four light receiving parts divided by a dividing line extending in parallel with the track around the return optical axis and a dividing line in a direction perpendicular to the dividing line.
前記分割素子は、前記内側分割領域の前記戻り光の光軸側に、前記戻り光の光軸に関して点対称な形状の透過又は遮光領域を有してもよい。 The dividing element may have a transmission or light shielding region having a point-symmetric shape with respect to the optical axis of the return light on the optical axis side of the return light of the inner divided region.
前記分割素子の前記内側分割領域及び前記外側分割領域の少なくとも一方はホログラム素子、液晶光学素子又は偏光ホログラム素子で構成されていることが好ましい。 It is preferable that at least one of the inner divided area and the outer divided area of the dividing element is configured by a hologram element, a liquid crystal optical element, or a polarization hologram element.
1 光ディスク
3 ピックアップ装置
31 半導体レーザ
32 サブビーム生成用回折格子
33 ビームスプリッタ
34 コリーメータレンズ
35 1/4波長板1/4波長板35と、
OB 対物レンズ
38 検出レンズ
37 ホログラム素子
40 光検出器
Det1、Det2、Det3、Det4 受光部DESCRIPTION OF
OB
以下に本発明の実施形態の光ピックアップを図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an optical pickup according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図8は、かかる光ピックアップ装置3の概略構成を示す。
FIG. 8 shows a schematic configuration of the
光ピックアップ装置3は、光源である半導体レーザ31と、ビームスプリッタ33と、発散光を平行光とするコリメータレンズ34と、対物レンズOBと、透過光を分割し偏向して複数の光束を生成する分割素子であるホログラム素子37と、検出レンズ38と、光電変換をなす光検出器40を備えている。
The
半導体レーザ31からの光はコリメータレンズ34で平行光とされ、ビームスプリッタ33に入射し光ディスク1に向けて反射する。対物レンズOBによって光ディスク1の記録面に集光され、反射光は再び対物レンズOBを通り平行光とされた後、ビームスプリッタ33を通過しホログラム素子37へと入射する。ホログラム素子37による回折を受け複数に分割された光束は、検出レンズ38を通り、光検出器40へと導かれる。
The light from the
光ディスク1はスペーサ層を介して積層された複数の記録層を有する光記録媒体であって、ピンドルモータのターンテーブル(図示せず)上に対物レンズOBから離間するように載置されている。光ディスク1の信号面にはピット列や溝などのトラックが同心円、スパイラル状に形成されている。
The
光ディスク1の目標の記録面上に光束を集光してスポットを形成する対物レンズOBは照射光学系に含まれる。対物レンズOBは、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ動作のために移動可能にアクチュエータ301によって支持され、光検出器40の出力から演算された電気的信号により、接続された駆動回路18によりその位置制御がなされている。対物レンズOBは、スポットから反射されて戻った戻り光を受光して、ビームスプリッタ33を介して光検出器40へ導く検出光学系にも属する。
An objective lens OB that focuses a light beam on a target recording surface of the
ビームスプリッタ33は内部に半透明鏡を有しており、通過光の異なる方向へ光路を分割する。対物レンズOBに入射する戻り光光束は、ビームスプリッタ33により照射光学系から一部分離される。 The beam splitter 33 has a semitransparent mirror inside, and divides the optical path in different directions of the passing light. The return light beam incident on the objective lens OB is partly separated from the irradiation optical system by the beam splitter 33.
ビームスプリッタ33と光検出器40の間に配置されている検出レンズ38は非点収差を付与し、これによりフォーカスサーボを行う(非点収差法)。非点収差とはレンズ光学系の焦点距離が光軸に直交する2つの断面で異なる値をもつことによる収差である。非点収差をもった光学系で点像を結合すると、2つの断面間の位置によって結像が縦長、円形、横長と変化する。なお、ホログラム素子37と検出レンズ38とを逆に配置して戻り光が回折された後に非点収差を付与するように設計してもよい。
The
検出レンズ38は例えばシリンドリカル面を含むマルチレンズを用いることができる。図9は検出レンズ38の一例のシリンドリカル面を含むマルチレンズを示す模式的平面図である。このシリンドリカルレンズは、図に示すように戻り光光軸にて直交交差する平面において、その中心軸RA(シリンドリカルレンズの稜線またはレンズ面をなす円柱曲面の回転対称軸)が光ディスク1の半径方向に垂直な方向すなわちトラック方向に対してθ=45°の角度で伸長するように、戻り光光軸に交差して配置されている。検出レンズ38のシリンドリカルレンズの中心軸RAの伸長方向が非点収差方向となる。
As the
図10は光検出器40の一例を示す模式的平面図である。この光検出器40は、戻り光光軸にて直交交差する平面において、直交する2本の分割線RCL、400Mを境界線として各々近接配置されかつ互いに独立した第1〜第4象限の4個の等しい面積の受光部(Det1、Det2、Det3、Det4)から構成され、一方の分割線RCLがトラック方向に平行になりかつ、分割線RCL、400Mの交点が戻り光光軸に交差するように配置されている。なお、本願において、検出光学系におけるトラック及びトラック方向とは検出光学系が駆動されたときにそれぞれの素子上のトラックの写像のトラック及びトラック方向を意味する。光検出器40の受光部は、再生信号を生成する復調回路20、スピンドルモータ、スライダ、トラッキングのためのサーボ制御部59に接続され、それぞれからの各光電変換出力は演算され、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などが生成される。サーボ制御部59により駆動回路18が制御される。
FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of the
このように、ピックアップ装置3は、光記録媒体の記録面のトラック上に光束を集光して光スポットを形成する対物レンズOBを含む照射光学系と、光スポットから反射されて戻った戻り光を対物レンズOBを介して受光して光電変換をなす光検出器40を含む検出光学系とを含み、光検出器40の受光部の出力から演算された電気的信号により、対物レンズOBの位置制御をなす。
As described above, the
光検出器40は4分割光検出器に限られず、プッシュプル信号のトラッキングエラー信号を得られるのであれば、検出光学系において戻り光の光軸を通りトラックに平行に伸長する検出側分割線RCLに関して線対称になるように形成された少なくとも2つの受光部を有するものでもよい。
The
光検出器40と対物レンズOBの間の光路に配置された分割素子としてのホログラム素子37は、図11に示すように戻り光の光軸を通りトラックに平行に伸長する偏向側分割線DCLに関して線対称になるように形成された少なくとも2つの内側分割領域C及びDと、内側分割領域の周りでかつ偏向側分割線DCLに関して線対称に配置された少なくとも2つの外側分割領域A及びBと、を含む。
As shown in FIG. 11, a
ホログラム素子37の外側分割領域A及びBは、図11に示すように戻り光光束におけるトラックで回折された±1次光と0次光とが重なるオーバーラップ領域LRを含み、かつオーバーラップ領域LRからの光束を、図12に示すように検出側分割線RCLに関して線対称となるようにA’及びB’として光検出器40の受光部にそれぞれ供給する。
As shown in FIG. 11, the outer divided areas A and B of the
ホログラム素子37の内側分割領域C及びDは、偏向側分割線DCLで線対称に分けられたオーバーラップ領域LR以外からの光束の一部を、図12に示すように検出側分割線RCLに関して線対称となるようにD’及びC’として光検出器40の受光部にそれぞれ供給する。
The inner divided areas C and D of the
図11及び図12に示すように、ホログラム素子37の内側分割領域C及びDは、オーバーラップ領域LR以外からの光束の一部が検出側分割線RCLを跨いで入れ替えて光検出器40の受光部にそれぞれ供給されるように、形成されている。互いに平行な内側分割領域C及びDで切り取られた光束は光検出器40の受光部の結像としては互いに平行なまま偏向側分割線DCLで線対称に照射されるのである。
As shown in FIGS. 11 and 12, the inner divided regions C and D of the
ここで、ホログラム素子37の外側分割領域A及びBからの部分光束がそれぞれ検出側分割線RCLを跨いで入れ替えて光検出器40の受光部に供給される場合は、互いに平行な内側分割領域C及びDで切り取られた光束は検出側分割線RCLを跨ぐことなく光検出器40の受光部の結像としては互いに平行なまま偏向側分割線DCLで線対称に照射されるのである。
Here, when the partial light beams from the outer divided areas A and B of the
このように、図8に示す光ピックアップの構成で、光ディスク1からの戻り光の光路中にホログラム素子37など分割素子を置き光検出器40上での光の分布に変化を与える。
As described above, with the configuration of the optical pickup shown in FIG. 8, a splitting element such as the
ホログラム素子37の分割方法は、まず戻り光光軸を通りトラック方向に平行な偏向側分割線DCLにより左右2つの領域に分け、おのおのの領域を偏向側分割線DCLに平行にさらに2つの領域に分割することで、内外のA〜Dの4つの領域に分割する。外側分割領域AとBはトラックによる回折光が重なるオーバーラップ領域LRのほとんどを含んでおり、偏向側分割線DCLに対してAとB、CとDは線対称となるように配置されている。
The method of dividing the
図11に示すホログラム素子37の内側分割領域CとDにはそれぞれ異なるホログラムパターンが刻まれており、この内側分割領域を通過する光をある方向へと偏向させる作用をする。この内側分割領域CとDは偏向機能を有し、光ディスク1からの戻り光のみに作用する。また、ホログラム形状はブレーズ型又は階段状のマルチステップ型であり、回折光の大半が+1次光となるものである。
Different hologram patterns are engraved in the inner divided areas C and D of the
ここで、ホログラム素子37の外側分割領域A及びBからの部分光束がそれぞれ検出側分割線RCLを跨いで入れ替えて光検出器40の受光部に供給される場合は、ホログラム素子37の外側分割領域A及びBに、それぞれ異なるホログラムパターンを刻み込んでもよい。
Here, when the partial light beams from the outer divided areas A and B of the
図10に示す光検出器40の4分割光検出器において、その受光部(Det1+Det3)の和出力と(Det2+Det4)の和出力の差分をとることにより、トラッキングエラー信号が得られるようになっている。このように、プッシュプル信号を得るために、光検出器40は少なくとも半径方向において2分割されすなわち、半径方向に垂直なトラック方向に平行な分割線で少なくとも2分割されていればよい。
In the quadrant photodetector of the
検出レンズ38のシリンドリカル面と光検出器40の4分割光検出器を用いることで、フォーカスサーボに対しては非点収差法を、トラッキングサーボに対してはプッシュプル法を用いることができる。
By using the cylindrical surface of the
非点収差法によるフォーカスエラー信号FESは下記式(1)、
FES=(Det1+Det4)−(Det2+Det3) ・・・(1)
の演算によって得られる。The focus error signal FES by the astigmatism method is expressed by the following equation (1),
FES = (Det1 + Det4) − (Det2 + Det3) (1)
It is obtained by the operation of
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号TESは下記式(2)、
TES=(Det1+Det3)−(Det2+Det4) ・・・(2)
の演算によって得られる。Further, the tracking error signal TES by the push-pull method is expressed by the following formula (2),
TES = (Det1 + Det3) − (Det2 + Det4) (2)
It is obtained by the operation of
また、RF信号RFは全ての光検出器の和をとることによって得られる。すなわち、RF=Det1+Det2+Det3+Det4の演算によって得られる。 The RF signal RF is obtained by taking the sum of all the photodetectors. That is, it is obtained by the calculation of RF = Det1 + Det2 + Det3 + Det4.
次にホログラム素子37の具体的作用と効果について説明する。そのために、まず、図13を用いて、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号の生成原理を説明する。
Next, specific actions and effects of the
図13に示すように、光ディスク1の情報記録面には、周期的に配置されたトラック(グルーブやピット列)が存在し、光ディスクに照射された光はその周期構造による回折を受ける。
As shown in FIG. 13, there are periodically arranged tracks (grooves and pit rows) on the information recording surface of the
対物レンズOBで光ディスク1の記録面に入射レーザ光を集光させると、入射光と同じ方向に反射する0次光の他、トラックに直交する方向に複数の回折光(±1次、±2次、・・・)による反射光を生じる。このときの回折角はトラックの周期で決定されるため、同じ周期のトラックでは常に同じ回折角となる。
When the incident laser beam is condensed on the recording surface of the
このようにして生じた複数の回折光のうち、対物レンズOBの瞳を通過するものだけが光検出器40(2分割)にて検出される。DVDやBlu−rayDisc等の高密度な光ディスクではトラック間隔が小さく設定されているため、瞳内で0次光と重なるのは、±1次光までで、±2次光以上の光は瞳で蹴られてしまう。以下、瞳内には0次光と±1次光のみが存在するものとする。 Of the plurality of diffracted lights generated in this way, only the light passing through the pupil of the objective lens OB is detected by the photodetector 40 (two divisions). In high-density optical discs such as DVDs and Blu-ray Discs, the track interval is set small, so that the 0th order light overlaps the pupil up to ± 1st order light, and light above ± 2nd order light is in the pupil. I will be kicked. Hereinafter, it is assumed that only 0th-order light and ± 1st-order light exist in the pupil.
光の照射位置がトラックに直交する方向に変化した場合、±1次光の回折角、すなわち0次光との重なり具合には変化がないが、0次光に対する+1次光又は−1次光の位相が変化する。このとき回折光の重なり部分は、0次光と強めあう場合は光強度が強く、逆に弱めあう場合は光強度も弱くなる。図13の点線の位置でのファーフィールドパターンは、図13(B)に示すように回折光の円の重なり部分(いわゆるオーバーラップ領域)の強度だけが変化しており、このパターンを光検出器40の受光部上で受光した際、半径方向に2分割された光検出器40の受光部の出力差分をとることにより、トラックからのズレを表す信号を得ることができる。これがプッシュプル法によるトラッキングエラー信号の生成原理である。
When the light irradiation position changes in the direction perpendicular to the track, the diffraction angle of ± 1st order light, that is, the degree of overlap with 0th order light does not change, but + 1st order light or −1st order light with respect to 0th order light. The phase of changes. At this time, the overlapping portion of the diffracted light has a high light intensity when strengthening with the 0th-order light, and conversely when the light is weakened. In the far field pattern at the position of the dotted line in FIG. 13, only the intensity of the overlapping portion (so-called overlap region) of the diffracted light circles is changed as shown in FIG. When the light is received on the 40 light receiving parts, a signal representing the deviation from the track can be obtained by taking the output difference of the light receiving part of the
原理的には±1次光との重なりのない0次光部分の光強度は常に一定であり、+1次光又は−1次光の位相が等しくなるトラック上とトラック間(トラックとトラックの中間位置)ではトラッキングエラー信号は0となるはずである。よって、図13に示すように光スポットを一定間隔のトラックを半径方向に横断さると波高の正弦波が検出される。 In principle, the light intensity of the 0th-order light portion that does not overlap with the ± 1st-order light is always constant, and on the track and between the tracks where the phase of the + 1st-order light or the −1st-order light is equal (intermediate between tracks). At position), the tracking error signal should be zero. Therefore, as shown in FIG. 13, a sine wave having a wave height is detected when a light spot is traversed in a radial direction along a track having a predetermined interval.
しかし、隣接するトラックの影響を受けることで例外が発生する場合がある。隣接するトラックの影響を受ける場合は、例えば追記型或いは書き換え型の光ディスクにおける、既に情報を記録済みの既記録領域と未だ記録されていない未記録領域の境界部付近のトラックに光スポットがある時である。 However, exceptions may occur due to the influence of adjacent tracks. When there is an influence of an adjacent track, for example, in a write-once or rewritable optical disc, when there is a light spot on a track near the boundary between an already recorded area where information has already been recorded and an unrecorded area where information has not yet been recorded. It is.
図14に示すように、一般的にマーク(情報ピット)の既記録部分は未記録部分より反射率が小さくなる(逆の場合もある)ため、トラック上であるが既記録部分及び未記録部分ような位置に光スポットがある時は光束より左側の領域は反射率の低い領域、右側の領域は反射率の高い領域という、極端な場合となる。 As shown in FIG. 14, since the recorded portion of the mark (information pit) generally has a lower reflectance than the unrecorded portion (and may be reversed), the recorded portion and the unrecorded portion are on the track. When there is a light spot at such a position, an extreme case will occur in which the region on the left side of the light beam is a region with low reflectivity and the region on the right side is a region with high reflectivity.
図15のように反射光の0次光は光束内での強度分布を持たず一定の強度となるはずであるが、このような状況下では周囲の反射率の影響を受けて図16のように0次光が半径方向に強度勾配を持つこととなる。この場合、光スポットがトラック上にある場合でも、トラッキングエラー信号は0とならずある値を持つため、トラッキングエラー信号の波形は既記録部分と未記録部分との境界部近傍のみにある量のオフセットを持つ波形となる。よって、図14に示すように光スポットを一定間隔のトラックを半径方向に横断さると波高の正弦波からオフセットを持つ波形が検出される。これにより既記録部と未記録部の境界部に置いてトラッキングがはずれてしまうという問題を生ずる。 As shown in FIG. 15, the 0th-order light of the reflected light should have a constant intensity without having an intensity distribution in the light beam. Under such circumstances, it is affected by the surrounding reflectance as shown in FIG. Therefore, the 0th-order light has an intensity gradient in the radial direction. In this case, even when the light spot is on the track, the tracking error signal does not become zero and has a certain value. Therefore, the waveform of the tracking error signal has an amount only in the vicinity of the boundary between the recorded portion and the unrecorded portion. The waveform has an offset. Therefore, as shown in FIG. 14, when a light spot is traversed in a radial direction along a track having a predetermined interval, a waveform having an offset is detected from a sine wave having a wave height. As a result, there is a problem that tracking is lost at the boundary between the recorded part and the unrecorded part.
このトラッキングエラー信号のオフセット現象は本来強度勾配を持たないはずの光スポット内の0次光領域に強度勾配を生じているところに原因がある。 This offset phenomenon of the tracking error signal is caused by the fact that an intensity gradient is generated in the 0th-order light region in the light spot that should not have an intensity gradient.
つまり、発明者は、0次光領域の強度勾配の大きさを調べることで、どの程度オフセットが発生しているかを検出することができることを、知見した。 That is, the inventor has found that it is possible to detect how much offset has occurred by examining the magnitude of the intensity gradient in the 0th-order light region.
図11に示すホログラム素子37の内側分割領域C及びDは回折光の円の重なりがない、0次光だけの領域となっている。よって、
(Cの光量)−(Dの光量) ・・・(3)
の結果はまさにオフセットの量(程度)を示す値である。式(1)の値には、本来、トラッキングエラー信号の成分は含まれていないので、通常のトラッキングエラー信号から式(3)の値を減算することでオフセットを軽減することが可能である。つまり、
(Aの光量)−(Bの光量)−k((Cの光量)−(Dの光量)) ・・・(4)
といった演算をすることで、オフセットを軽減したトラッキングエラー信号を得ることができる。ここでkは実数である。
The inner divided areas C and D of the
(C light amount)-(D light amount) (3)
The result is exactly a value indicating the amount (degree) of offset. The value of the formula (1), originally because components of the tracking error signal is not included, it is possible to reduce the offset from the normal tracking error signal by subtracting the value of the expression (3). In other words,
(A light quantity)-(B light quantity) -k ((C light quantity)-(D light quantity)) (4)
By performing such a calculation, a tracking error signal with reduced offset can be obtained. Here, k is a real number.
検出光学系に図11のような分割用のホログラム素子37を挿入し、外側分割領域Aと内側分割領域Dを同じ光検出器40の受光部(Det1+Det3)に、外側分割領域Bと内側分割領域Cを同じ光検出器40の受光部(Det2+Det4)に導くことで、新たに受光部の数や分割を増やすことなく、通常通りの式(2)の演算を行うことで式(4)と同様の効果を得ることができる。
A
内側分割領域CとDの面積を線対称的に変えたり、ホログラム素子37の回折効率を変えることにより式(4)のkの値を変えるのと同様の効果を得ることができる。
By changing the areas of the inner divided regions C and D symmetrically or by changing the diffraction efficiency of the
図17は、線対称的に形成された内側分割領域CとDの合計幅Wを光スポットの直径に対する百分率で表し、内側分割領域C、Dの幅をW=25%、W=50%、W=75%と変えた3種類のホログラム素子37の正面図を示す。これら3種類のホログラム素子37を用いた場合のトラッキングエラー信号をシミュレーションにより求めた結果を図18に示す。図18は、光ディスク1のトラック上で既記録部分及び未記録部分を跨ぐように半径方向に沿って光束をスキャンしたときに得られるプッシュプル法によるトラッキングエラー信号TESを示す。
FIG. 17 shows the total width W of the inner divided regions C and D formed symmetrically as a percentage of the diameter of the light spot, and the widths of the inner divided regions C and D are W = 25%, W = 50%, The front view of the three types of
ホログラム素子37の位置での光束径を100%とした時の内側分割領域C+Dの幅をW=25%、W=50%、W=75%とした時とホログラム素子37を用いないときの結果について比較を行った。内側分割領域C、Dに回折光の円の重なり領域が含まれないように設定する場合、W=50%の時が内側分割領域C、Dの領域は最大の大きさになっている。W=75%では回折光の円の重なり領域の一部が内側分割領域C、Dに含まれている状態である。
Results when the width of the inner divided region C + D is W = 25%, W = 50%, W = 75% when the beam diameter at the position of the
ホログラム素子37なしのとき、記録済みトラックと未記録トラックの境界部分でプッシュプル信号の振幅が大きく変化している。この部分が、内側分割領域W=25%のホログラム素子37を用いることでやや小さくなり、内側分割領域W=50%のホログラム素子37ではさらに小さくなっていることがわかる。
When the
しかし、W=75%のときは外側分割領域AとBの領域に含まれるプッシュプル信号の成分が内側分割領域CとDの領域に取られてしまっているため、信号そのものが小さくなっていることがわかる。 However, when W = 75%, the components of the push-pull signal included in the outer divided areas A and B are taken in the inner divided areas C and D, so the signal itself is small. I understand that.
このようにトラック方向に平行な分割線で4つの領域に分割する場合、内側分割領域CとDに回折光の円の重なり領域が含まれない範囲でその幅を大きくするほど、効果が大きくなることがわかる。 In this way, when dividing into four regions by a dividing line parallel to the track direction, the effect increases as the width is increased in a range where the inner divided regions C and D do not include the overlapping region of the diffracted light circle. I understand that.
この本実施形態び優れた効果は、上記従来技術の説明における図7(1)及び図7(3)との比較から、明らかとなる。 The excellent effect of this embodiment will become clear from the comparison with FIG. 7 (1) and FIG. 7 (3) in the description of the prior art.
図19(1)〜(3)は本実施形態の光検出器40上で光スポットのデフォーカス及び合焦時の変化を示す。図19(1)〜(3)ではホログラム素子37の内側分割領域C及びDから供給される光束が検出側分割線RCLを跨いで互いに入れ替わるようにして光検出器40上に線対称に照射されている。
FIGS. 19 (1) to 19 (3) show changes during defocusing and focusing of the light spot on the
図19(1)及び(3)に示すデフォーカス時(ニア側、ファー側)の振る舞いは外側分割領域AとBからの部分光束についてはやはり点Oを通る直線状光スポットへと変化する。一方、内側分割領域Cからの部分光束は点cを通る直線に、領域Dはdを通る直線状光スポットへと変化する。 The behavior during defocusing (near side and far side) shown in FIGS. 19 (1) and 19 (3) is changed to a linear light spot passing through the point O for the partial light beams from the outer divided areas A and B. On the other hand, the partial light flux from the inner divided area C changes to a straight line passing through the point c, and the area D changes to a linear light spot passing through d.
例えばニア側の線像となる光スポット状況でも、Det2やDet3にも光量が入ることになるものの、図7(1)の従来技術の場合と比較すると遥かに少なくなる。図7(3)のファー側の線像も同様であり、結果としてFESの振幅は従来技術のそれと比較すると、かなり大きくなる。 For example, even in a light spot situation that is a line image on the near side, although the amount of light also enters Det2 and Det3, it is far less than in the case of the prior art in FIG. The line image on the far side in FIG. 7 (3) is the same, and as a result, the amplitude of the FES is considerably larger than that of the prior art.
従来技術のように対角の位置にある光検出器の受光部に導くためには光検出器面内での移動量も大きくせざるを得ないため、結果として、図7(1)〜(3)から明らかなように線像となる位置では、点O、c、d、e、fという光軸から大きく離れた5点を通る5本の線となり、デフォーカス時のフォーカスエラー信号の振幅減少をもたらしてけれども、本実施形態の場合は図19(1)〜(3)から明らかなように検出側分割線RCLに対する対称移動でよいので、移動量を小さくすることが可能であり、線像となる位置では、点O、c、dという比較的光軸0付近に集まった点を通る3本の線とすることができるのである。このことが、デフォーカス時のフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の振幅を維持できるのである。
Since the amount of movement in the light detector plane must be increased in order to lead to the light receiving portion of the light detector at the diagonal position as in the prior art, as a result, as shown in FIGS. As apparent from 3), at the position where the line image is obtained, five lines passing through five points far away from the optical axes of points O, c, d, e, and f are obtained, and the amplitude of the focus error signal at the time of defocusing In this embodiment, as shown in FIGS. 19 (1) to 19 (3), the movement may be symmetrical with respect to the detection-side dividing line RCL, so that the amount of movement can be reduced. At the position to be an image, three lines passing through points O, c, and d gathered relatively near the
従って、本実施形態によれば光検出器の分割や演算を増やすことなく、トラッキングエラー信号のオフセットを軽減する効果を得ている。これにより余計な光検出器や演算を増やすことなくトラッキングエラー信号のオフセット軽減効果を得られるため、ピックアップ装置の小型化、低コスト化に寄与するだけでなく、従来方式からの移行も容易になるというメリットが得られる。 Therefore, according to the present embodiment, an effect of reducing the offset of the tracking error signal can be obtained without increasing the number of divisions and operations of the photodetector. As a result, the effect of reducing the offset of the tracking error signal can be obtained without increasing the number of extra photodetectors and computations. This not only contributes to downsizing and cost reduction of the pickup device, but also facilitates the transition from the conventional method. The advantage is obtained.
<1.分割素子の分割方法>
分割素子の偏向機能領域の分割方法は上述のホログラム素子37の分割に限らずに、以下のルールに従った分割であればよい。<1. Splitting method of splitting element>
The dividing function area dividing method of the dividing element is not limited to the above-described dividing of the
まず、光軸を含みトラック方向に平行な直線(偏向側分割線DCL)でまず2分割する。 First, it is first divided into two by a straight line including the optical axis and parallel to the track direction (deflection-side dividing line DCL).
次に、一方の片側の領域(たとえば左半分)に関して、トラックによる+1次又は−1次の回折光とのオーバーラップ領域LRのほとんどを含む外側分割領域Aとそれ以外の内側分割領域Cとに分割して、他方の片側の領域(たとえば右半分)に関しても同様に、トラックによる+1次又は−1次の回折光とのオーバーラップ領域LRのほとんどを含む外側分割領域Bとそれ以外の内側分割領域Dとに分割する。外側分割領域AとB、内側分割領域CとDはそれぞれ偏向側分割線DCLに関して線対称な領域である。それぞれの領域は、互いに異なる偏向作用を持ち、領域AとDを通る光束が光検出器40の線対称の一方側に、領域BとCを通る光束が光検出器40の他方側へと導かれるように、設定されている。
Next, with respect to one side area (for example, the left half), the outer divided area A including most of the overlapping area LR with the + 1st order or −1st order diffracted light by the track and the other inner divided area C are divided into Similarly, with respect to the other one side region (for example, the right half), the outer divided region B including most of the overlapping region LR with the + 1st order or −1st order diffracted light by the track and the other inner divided portion Divide into region D. The outer divided areas A and B and the inner divided areas C and D are areas that are line-symmetric with respect to the deflection-side dividing line DCL. Each region has a different deflection action, and the light beam passing through regions A and D is guided to one side of line symmetry of
このルールに従った分割素子の分割をすることで、内側分割領域CとDにはトラックによる回折光をほとんど含まないので得られる信号のオフセット軽減の効果を得ることができる。 By dividing the dividing element according to this rule, the inner divided regions C and D can hardly obtain the effect of reducing the offset of the signal obtained because the diffracted light by the track is hardly included.
したがって、ホログラム素子37の内側分割領域C及びDと外側分割領域A及びBは偏向側分割線DCLで線対称に分けられてあればよく、それらの境界は平行直線に限らず、図20(1)に示すように、オーバーラップ領域LRを囲むように屈曲した境界で内側分割領域C及びDと外側分割領域A及びBが分けられても、図20(2)に示すように、オーバーラップ領域LRに沿った境界で分けられても、図20(3)に示すように、オーバーラップ領域LRに接するように光軸から閉じた環状の境界で内側分割領域C及びDが分けられても、図20(4)に示すように、オーバーラップ領域LRから離れて光軸から閉じた矩形環状の境界で内側分割領域C及びDが分けられても、図20(5)に示すように、偏向側分割線DCL及びオーバーラップ領域LRから離れてそれぞれ閉じた環状の境界で内側分割領域C及びDが分けられても、上記同様の効果を得ることができる。
Accordingly, it is sufficient that the inner divided areas C and D and the outer divided areas A and B of the
<2.分割素子の配置方法>
上記例ではではホログラム素子の内側分割領域CとDの部分にホログラムパターンを配置していたが、外側分割領域AとBの位置にもホログラムパターンを配置してもよい。
要は、互いに離れている外側分割領域Aと内側分割領域Dからの光束並びに互いに離れている外側分割領域Bと内側分割領域Cからの光束が光検出器40上の検出側分割線RCLに関して同じ側にある受光部にそれぞれ線対称に導かれていればよい。
<2. Arrangement method of split elements>
In the above example, the hologram pattern is arranged in the inner divided areas C and D of the hologram element. However, the hologram pattern may be arranged also in the outer divided areas A and B.
In short, the light beams from the outer divided region A and the inner divided region D that are separated from each other and the light beams from the outer divided region B and the inner divided region C that are separated from each other are the same with respect to the detection-side dividing line RCL on the
<3.第5の領域(ホログラムパターンの存在しない領域)の追加>
分割素子は、内側分割領域の戻り光の光軸側に、戻り光の光軸に関して点対称な形状の透過又は遮光領域を有するように、構成できる。たとえば、上記分割素子の分割構成に加えて、図21に示すように、戻り光の光軸に関して点対称なホログラムパターンなどの回折手段が存在しない透過領域Eを追加してもよい。図21に示すホログラム素子37は、内側分割領域C及びDをそれぞれ2分割するように光軸周りに透過領域Eを有する以外、図11に示すものと同一である。かかるホログラム素子37による光検出器40の受光部への光束の分布状態を図22に示す。図22に示すように、ホログラム素子37の外側分割領域A及びBからの光は検出側分割線RCLに関して線対称となるようにA’及びB’として、内側分割領域C及びDのものは同様にD’及びC’として、透過領域EのものはE’として、同様に光検出器40の受光部にそれぞれ供給される。更なる例として図23に示すホログラム素子37は透過領域Eが内側分割領域C及びDに挟まれるように構成できる。かかるホログラム素子37による光検出器40の受光部への光束の分布状態を図24に示す。図24に示すように、ホログラム素子37の外側分割領域A及びBからの光は検出側分割線RCLに関して線対称となるようにA’及びB’として、内側分割領域C及びDのものは同様にD’及びC’として、透過領域EのものはE’として、同様に光検出器40の受光部にそれぞれ供給される。<3. Addition of fifth region (region where hologram pattern does not exist)>
The dividing element can be configured to have a transmission or light shielding region having a point-symmetric shape with respect to the optical axis of the return light on the optical axis side of the return light of the inner division region. For example, in addition to the above-described splitting configuration of the splitting elements, as shown in FIG. 21, a transmission region E in which there is no diffracting means such as a hologram pattern point-symmetric with respect to the optical axis of the return light may be added. The
戻り光の光軸周りの信号生成に寄与しない領域Eを追加することで、光軸付近に分割されない領域を設けることになり、フォーカスエラー信号の振幅減少を軽減することができる。透過領域Eの代わりに遮光領域を戻り光の光軸に関して点対称に設けても同様の効果を得られる。 By adding the region E that does not contribute to signal generation around the optical axis of the return light, a region that is not divided is provided in the vicinity of the optical axis, and the decrease in the amplitude of the focus error signal can be reduced. A similar effect can be obtained by providing a light shielding region in place of the transmissive region E in point symmetry with respect to the optical axis of the return light.
<4.分割光スポットの光検出器上での位置>
図12、図19、図22、図24、では領域A〜D、Eからの光束スポットA’〜D’、E’が互いに重なり合わないように光検出器40の受光部に照射されているが、A’とC’(とE’)、B’とD’(とE’)が互いに重なり合っていてもよい。<4. Position of the split light spot on the photodetector>
In FIG. 12, FIG. 19, FIG. 22, FIG. 24, the light beam spots A ′ to D ′ and E ′ from the areas A to D and E are applied to the light receiving unit of the
<5.分割光同士の干渉を避けるための分割素子の工夫>
図25に示すように、ホログラム素子37上の偏向側分割線DCLに関して片側の外内側分割領域A、Cを覆うように1/2波長板1/2λを配置する構成としてもよい。図25に示すピックアップ装置3は、1/2波長板1/2λをホログラム素子37上に配置する以外、図8に示すものと同一である。たとえば、上記分割素子の分割構成に加えて、図26(1)〜(11)に示すように、偏向側分割線DCLに関して片側の外内側分割領域A、Cを覆うように1/2波長板1/2λを配置する構成としてもよい。これにより、同じ光検出器40に照射されている一方の片側の領域AとDからの光束と他方の片側の領域BとCからの光束がそれぞれ異なる偏光状態となることで、光検出器40内での干渉を避けることができる。なお、領域Eにおいては1/2波長板の部分があってよいが、省略してもよい。もちろん図示しないが、1/2波長板1/2λがホログラム素子37の他方の片側の外内側分割領域BとDを覆うように、分割素子を構成してもよい。<5. Devise of splitting element to avoid interference between split lights>
As shown in FIG. 25, the half-
また、図27(1)〜(11)に示すように外側分割領域AとBを覆うように1/2波長板1/2λを配置するホログラム素子37の構成としてもよい。
Further, as shown in FIGS. 27 (1) to (11), a configuration of a
さらにまた、図28(1)〜(11)に示すように内側分割領域CとDを覆うように1/2波長板1/2λを配置するホログラム素子37の構成としてもよい。
Furthermore, it is good also as a structure of the
<6.ホログラム素子以外の分割素子>
以上の1.〜5.において分割素子としてのホログラム素子37の代わりにプリズムや液晶光学素子を用いてもよい。ホログラム素子やプリズムの分割方法は、上記のルールに従えば自由に行うことができ、内側分割領域C、Dの面積を変えることにより式(4)のkの値を変えたのと同じ効果を得ることができる。液晶素子を用いて、領域CとDを偏向させるように構成した場合は、その領域への印加電圧を変えることによっても式(4)のkの値を変えたのと同様の効果を得ることができる。<6. Splitting elements other than hologram elements>
1 above. ~ 5. In FIG. 5, a prism or a liquid crystal optical element may be used instead of the
<7.他の変形例>
上記例のピックアップ構成に代えて、例えば、光分岐のためのビームスプリッタ33を偏光ビームスプリッタに代え、これと対物レンズ間に1/4波長板を設ける構成としてもよい。<7. Other variations>
Instead of the pickup configuration in the above example, for example, the beam splitter 33 for branching light may be replaced with a polarizing beam splitter, and a quarter wavelength plate may be provided between this and the objective lens.
偏光ビームスプリッタと1/4波長板を用いれば、上記例では分割素子のホログラム素子37はビームスプリッタ33よりも光検出器40側に挿入されているが、光分岐のためのビームスプリッタよりも光ディスク側に分割素子を配置することもできる。この場合、さらに、ホログラム素子は偏光ホログラム37bを用いる。
If a polarizing beam splitter and a quarter-wave plate are used, the
図29に偏光ホログラム37bを用いたピックアップ装置を示す。図29に示すピックアップ装置3は、ビームスプリッタを偏光ビームスプリッタ33bに置換し、光検出器側のホログラム素子を除いて偏光ビームスプリッタ33bと対物レンズOBの間に偏光ホログラム37b及び1/4波長板35を設けた以外、図8に示すものと同一である。
FIG. 29 shows a pickup device using the
光源から出た光はコリメータレンズ34で平行光とされ偏光ビームスプリッタ33bに至り、ここで光ディスク1に向けて反射される。
The light emitted from the light source is converted into parallel light by the
次に光束は偏光ホログラム37bを通過するが、この偏光ホログラム37bは、このときの直線偏光の向きでは何ら作用することなく光は通過する。1/4波長板35を通過することで円偏光となり、対物レンズOBにより光ディスク1の記録面に集光する。光ディスクからの反射光は再び対物レンズOBを経て平行光となり、さらに1/4波長板35を再び通過することで直線偏光となる。このときの直線偏光の偏向方向は、往路における直線偏光とは90度異なっている。
Next, the light beam passes through the
次に偏光ホログラム37bを通過するが、このときの直線偏光の向きに対しては偏光ホログラム37bが作用し、偏光ホログラム37bによる回折を受ける。
Next, the light passes through the
偏光ホログラム37bにより複数に分割された光束(上記ホログラム37と同様に分割光束を生成する)は、偏光ビームスプリッタ33b、検出レンズ38を通り、光検出器40へと導かれる。
A light beam split into a plurality of beams by the
この場合、対物レンズOB、1/4波長板35、ホログラム素子を一体として駆動してもよい。ホログラム素子と対物レンズOBを一体駆動する構成では、対物レンズOBのトラッキング方向への駆動により、光軸の中心がホログラム素子の中心からずれるのを防ぐことができる。
In this case, the objective lens OB, the
Claims (5)
前記光検出器は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する検出側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの受光部を有すること、
前記光検出器と前記対物レンズの間の光路に配置された分割素子を有すること、
前記分割素子は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する偏向側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの内側分割領域と、前記内側分割領域の周りでかつ前記偏向側分割線に関して線対称に配置された少なくとも2つの外側分割領域と、を含むこと、
前記外側分割領域は、前記戻り光における前記トラックで回折された±1次光と0次光とが重なるオーバーラップ領域を含み、かつ前記オーバーラップ領域からの光束を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記偏向側分割線で線対称に分けられた前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、或いは、前記外側分割領域は、前記オーバーラップ領域からの光束が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、形成されていること、
前記分割素子における前記偏向側分割線に関して線対称に配置された前記内側分割領域及び前記外側分割領域の同じ側に位置する組に対してのみ、前記戻り光の光路において重なるように配置された1/2波長板を有することを特徴とするピックアップ装置。 An irradiation optical system including an objective lens that collects a light beam on a track on the recording surface of the optical recording medium to form a light spot, and returns light reflected and returned from the light spot through the objective lens. And a detection optical system including a photodetector that performs photoelectric conversion, and a pickup device that controls the position of the objective lens by an electrical signal calculated from the output of the photodetector,
The photodetector has at least two light receiving portions formed so as to be line-symmetric with respect to a detection-side dividing line extending through the optical axis of the return light and parallel to the track;
Having a splitting element disposed in the optical path between the photodetector and the objective lens;
The dividing element includes at least two inner divided regions formed so as to be line-symmetric with respect to a deflection side dividing line extending in parallel with the track through the optical axis of the return light, and around the inner divided region and Including at least two outer divided regions arranged symmetrically with respect to the deflection-side dividing line,
The outer divided region includes an overlap region in which ± first-order light and zero-order light diffracted by the track in the return light overlap, and a light beam from the overlap region is lined with respect to the detection-side split line. Supplying each of the light detectors of the photodetector to be symmetrical,
The inner division region receives the light received by the photodetector so that a part of the light beam from other than the overlap region divided in line symmetry by the deflection side division line is line symmetric with respect to the detection side division line. Supplying each part individually,
The inner divided region is such that a part of the light flux from other than the overlap region is supplied across the detection-side dividing line and supplied to the light receiving unit of the photodetector, or the outer divided region. Is formed so that the light flux from the overlap region is exchanged across the detection-side dividing line and supplied to the light receiving unit of the photodetector,
1 arranged so as to overlap in the optical path of the return light only for the pair located on the same side of the inner divided area and the outer divided area arranged symmetrically with respect to the deflection side dividing line in the dividing element. A pickup apparatus having a / 2 wavelength plate.
前記光検出器は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する検出側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの受光部を有すること、
前記光検出器と前記対物レンズの間の光路に配置された分割素子を有すること、
前記分割素子は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する偏向側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの内側分割領域と、前記内側分割領域の周りでかつ前記偏向側分割線に関して線対称に配置された少なくとも2つの外側分割領域と、を含むこと、
前記外側分割領域は、前記戻り光における前記トラックで回折された±1次光と0次光とが重なるオーバーラップ領域を含み、かつ前記オーバーラップ領域からの光束を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記偏向側分割線で線対称に分けられた前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、或いは、前記外側分割領域は、前記オーバーラップ領域からの光束が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、形成されていること、
前記分割素子における前記内側分割領域にのみ、前記戻り光の光路において重なるように配置された1/2波長板を有することを特徴とするピックアップ装置。 An irradiation optical system including an objective lens that collects a light beam on a track on the recording surface of the optical recording medium to form a light spot, and returns light reflected and returned from the light spot through the objective lens. And a detection optical system including a photodetector that performs photoelectric conversion, and a pickup device that controls the position of the objective lens by an electrical signal calculated from the output of the photodetector,
The photodetector has at least two light receiving portions formed so as to be line-symmetric with respect to a detection-side dividing line extending through the optical axis of the return light and parallel to the track;
Having a splitting element disposed in the optical path between the photodetector and the objective lens;
The dividing element includes at least two inner divided regions formed so as to be line-symmetric with respect to a deflection side dividing line extending in parallel with the track through the optical axis of the return light, and around the inner divided region and Including at least two outer divided regions arranged symmetrically with respect to the deflection-side dividing line,
The outer divided region includes an overlap region in which ± first-order light and zero-order light diffracted by the track in the return light overlap, and a light beam from the overlap region is lined with respect to the detection-side split line. Supplying each of the light detectors of the photodetector to be symmetrical,
The inner division region receives the light received by the photodetector so that a part of the light beam from other than the overlap region divided in line symmetry by the deflection side division line is line symmetric with respect to the detection side division line. Supplying each part individually,
The inner divided region is such that a part of the light flux from other than the overlap region is supplied across the detection-side dividing line and supplied to the light receiving unit of the photodetector, or the outer divided region. Is formed so that the light flux from the overlap region is exchanged across the detection-side dividing line and supplied to the light receiving unit of the photodetector,
A pickup apparatus, comprising: a half-wave plate arranged so as to overlap only in the optical path of the return light only in the inner divided region of the dividing element.
前記光検出器は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する検出側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの受光部を有すること、
前記光検出器と前記対物レンズの間の光路に配置された分割素子を有すること、
前記分割素子は、前記戻り光の光軸を通り前記トラックに平行に伸長する偏向側分割線に関して線対称になるように形成された少なくとも2つの内側分割領域と、前記内側分割領域の周りでかつ前記偏向側分割線に関して線対称に配置された少なくとも2つの外側分割領域と、を含むこと、
前記外側分割領域は、前記戻り光における前記トラックで回折された±1次光と0次光とが重なるオーバーラップ領域を含み、かつ前記オーバーラップ領域からの光束を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記偏向側分割線で線対称に分けられた前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部を、前記検出側分割線に関して線対称となるように前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給すること、
前記内側分割領域は、前記オーバーラップ領域以外からの光束の一部が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、或いは、前記外側分割領域は、前記オーバーラップ領域からの光束が前記検出側分割線を跨いで入れ替えて前記光検出器の前記受光部にそれぞれ供給されるように、形成されていること、
前記分割素子における前記外側分割領域にのみ、前記戻り光の光路において重なるように配置された1/2波長板を有することを特徴とするピックアップ装置。 An irradiation optical system including an objective lens that collects a light beam on a track on the recording surface of the optical recording medium to form a light spot, and returns light reflected and returned from the light spot through the objective lens. And a detection optical system including a photodetector that performs photoelectric conversion, and a pickup device that controls the position of the objective lens by an electrical signal calculated from the output of the photodetector,
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A pickup apparatus comprising: a half-wave plate disposed so as to overlap only in the outer divided region of the dividing element in the optical path of the return light.
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